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【地球生物全系列——植物篇】薄囊蕨纲—蕨目(一)

 地球生物与人类 2021-11-21

薄囊蕨纲—蕨目(一)

真核生物域

植物界

真蕨门

薄囊蕨纲

蕨目

1.分类

铁角蕨科(Aspleniaceae

蹄盖蕨科(Athyriaceae

乌毛蕨科(Blechnaceae

燕尾蕨科(Cheiropleuriaceae

桫椤蕨科(Cyatheaceae

骨碎补科(Davalliaceae

碗蕨科(Dennstaedtiaceae

蚌壳蕨科(Dicksoniaceae

双扇蕨科(Dipteridaceae

鳞毛蕨科(Dryopteridaceae

鳞毛蕨亚科(Dryopteridoidaceae

舌蕨亚科(Elaphoglossoideae

三叉蕨亚科(Tectarioideae

里白蕨科(Gleicheniaceae

禾叶蕨科(Grammitidaceae

膜蕨科(Hymenophyllaceae

膜蕨亚科(Hymenophylloideae

毛叶蕨亚科(Trichomanoideae

无孔蕨科(Hymenophyllopsidaceae

鳞始蕨科(Lindsaeaceae

罗蔓藤蕨科(Lomariopsidaceae

毛囊蕨科(Lophosoriaceae

偏环蕨科(Loxomataceae

马通蕨科(Matoniaceae

蚌桫蕨科(Metaxyaceae

稀子蕨科(Monachosoraceae

肾蕨科(Nephrolepidaceae

条蕨科(Oleandraceae

瘤足蕨科(Plagiogyriaceae

水龙骨科(Polypodiaceae

凤尾蕨科(Pteridaceae

书带蕨亚科(Vittarioideae

珠蕨亚科(Cryptogrammoideae

水蕨亚科(Ceratopteridoideae

碎米蕨亚科(Cheilanthoideae

凤尾蕨亚科(Pteridoideae

莎草蕨科(Schizaeaceae

金星蕨科(Thelypteridaceae

书带蕨科(Vittariaceae

2.铁角蕨科

铁角蕨科多为中型或小型的石生或附生(少有土生)草本植物,有时为攀援。叶远生、近生或簇生,草质、革质或近肉质。广布于世界各地,尤以热带为多。中国现知有131种,以热带和亚热带地区为分布中心。

1)形态特征

多为中型或小型的石生或附生(少有土生)草本植物,有时为攀援。根状茎横走、卧生或直立,被具透明粗筛孔的褐色或深棕色的披针形小鳞片,无毛,有网状中柱。

叶远生、近生或簇生,草质、革质或近肉质,光滑或有时疏被不规则的星芒状薄质小鳞片,有柄,基部不以关节着生;叶柄草质,常为栗色并有光泽,或为淡绿色或青灰色,上面有纵沟,基部有维管束两条,横切面呈卵圆形或椭圆肾形,左右两侧排成八字形,向上结合成X字形,在羽状叶上的各回羽轴上面有1条纵沟,两侧往往有相连的狭翅,各纵沟彼此不互通;叶形变异极大,单一(披针形、心脏形或圆形)、深羽裂或经常为一至三回羽状细裂,偶为四回羽状,复叶的分枝式为上先出,末回小羽片或裂片往往为斜方形或不等边四边形 (trapeziform),基部不对称,边缘为全缘,或有钝锯齿或为撕裂。叶脉分离,上先出,一至多回二歧分枝,小脉不达叶边,有时向叶边多少结合,在细裂叶的种类,每一末回裂片仅有1条单脉。孢子囊群多为线形,有时近椭圆形,沿小脉上侧着生,罕有生于相近脉的下侧,通常有囊群盖(在药蕨属Ceterach Willd.近退化);囊群盖厚膜质或薄纸质,全缘,以一侧着生于叶脉,通常开向主脉(中脉),或有时相向对开,在细裂叶的种类中,每一末回裂片只有1条叶脉及孢子囊群,囊群盖通常开向上侧叶边;孢子囊为水龙骨型,环带垂直,间断,约由20个增厚细胞组成。

孢子两侧对称,椭圆形或肾形,单裂缝,周壁具褶皱,褶皱连接形成网状或不形成网状,表面具小刺或光滑,但常因不同的分类群而变化很大,外壁表面光滑。染色体x=12, (36)[细辛蕨属Boniniella (x=19) 除外]

2)分布情况

约有10属,700余种,广布于世界各地,主产热带。其中铁角蕨属 Asplenium L. 为种类最多、形体变化最大的1个属,为本科的中心属(其少数种类产于北半球寒温带),其他各属的种类很少或只有一二种,分布区较为局限或呈现洲际间断分布。许多属和种生于干旱生境和石灰岩石缝中。中国现有8属,131种,分布全国各地,以南部和西南部为其分布中心。 

多为中型或小型的石生或附生(少有土生)草本植物,有时为攀援。

3)相关研究

铁角蕨科为蕨类植物中最自然的1个分类群,也是最大类群之一。由于孢子囊群的若干相似性,过去它一直包括蹄盖蕨属 Athyrium。近年来的研究表明二者代表着不同的起源,即蹄盖蕨似乎与鳞毛蕨Dryopteris关系最为密切,而铁角蕨则可能起源于骨碎补型 (davalloid) 的祖先。二者在形态结构上也有很大的区别,如鳞片形态、叶柄上部的维管结构和羽状复叶种类的羽轴性状等方面均不相同。在生态习性方面,铁角蕨属多为石生或附生的植物,而蹄盖蕨属及其相近的属则为土生植物,从不为附生。细胞学的研究也证实了二者的染色体基数是不相同的。

在蕨类植物中,铁角蕨科的染色体基数是十分稳定的,几乎没有发现背离其常数的证据,可是在这个科的中心属铁角蕨属却显现出众多的多倍体,还有广泛的种间杂交和属间杂交,这和这个类群的略显呆板的染色体形成了鲜明的对比。这个类群有丰富的代表种,却未见活着的近亲族,它是处于进化活跃状态的高度进化的一个科,属的界线仍然处于分化的过程之中,它的慷慨的杂交亲和性特别适合于生物系统学的研究途径。

4)主要价值

铁角蕨科植物不仅具有优化环境、维持森林生态系统平衡的作用,还在医药、食品、工业等方面具有广泛的用途。如:华南铁角蕨(Asplenium austrochinenseChing)性平、味甘、微苦,具有利湿化浊、止血作用,主治白浊,前列腺炎,肾炎,刀伤出血。毛轴铁角蕨(Aspleniumcrinicaule Hance)性平,味苦,具有清热解毒、透疹作用,主治麻疹不透,无名肿痛。

3.蹄盖蕨科

蹄盖蕨科(学名:Athyriaceae)是蕨目中的一个分支。一共约20属,500种,广布全世界热带至寒温带各地,尤以热带、亚热带山地为多。

1)植物形态

土生植物,通常中小型,少有大型。根状茎细长横走,或粗长横卧,或粗短斜升至直立,内有网状中柱,外生或多或少的鳞片;鳞片披针形、卵状披针形、卵形、心形,或为狭长披针形及先端毛发状的细线形,全缘或边缘有细齿,棕色或黑色,有时中央棕色边缘黑色,细胞狭长,孔细密,不透明,基部着生或近中部盾状着生;叶簇生、近生或远生。

2)叶子形态

叶柄上面有1-2条纵沟,下面圆,基部有时加厚变尖削呈纺锤形,通常或多或少有类似根状茎上的鳞片,向上鳞片稀疏或变光滑,或同时生有单细胞灰色短毛或单行细胞淡棕色节状长柔毛,罕见幼嫩时密生具长柄的心形鳞片,老时鳞片脱落而柄宿存向下倒伏呈糙毛状;基部内有2条扁平维管束,向上会合成V字形。叶片通常草质或纸质,罕为革质,一至三回羽状,顶部羽裂渐尖或奇数羽状,有时呈近奇数羽状的过渡形态,即顶生羽片与侧生羽片近同形,常与其下侧较短小的无柄贴生羽片合生,罕为三出复叶或披针形单叶,无毛或叶轴、各回羽轴、中肋及叶脉乃至脉间或多或少有单细胞淡灰色短毛、腺毛、单行细胞的淡棕色节状长柔毛或下部2-34)行上部1行方形或多角形细胞构成的蠕虫状或粗毛状小鳞片;叶片、羽片全缘或有锯齿,或羽片、小羽片及末回小羽片羽裂;裂片通常有锯齿或缺刻,少有全缘;叶轴、各回羽轴及中肋上面通常有彼此贯通或不相通的纵沟,纵沟两侧有隆起的狭边,有时在裂片主脉基部或羽片、各回小羽片中肋基部有扁平角状或细针状突起;叶脉分离,羽状或近羽状,侧脉单一或分叉,少有联结成三角形或多角形而无内藏小脉的网孔,有时相邻的一至多对小脉先端靠合或联结形成斜方形网孔,并有一条短脉从联结点外行,略呈星毛蕨型。

3)孢子形态

孢子囊群圆形、椭圆形、线形、新月形,或上端向后弯曲越过叶脉呈不同程度的弯钩形乃至马蹄形或圆肾形,通常生于叶脉背部或上侧,有时新月形或线形孢子囊群成对双生于一脉上下两侧(双盖蕨型),有或无囊群盖;囊群盖圆肾形、线形、新月形、弯钩形或马蹄形,以弯缺处或一侧着生,成熟时扁平或拱胀,从外侧张开,偶有从拱胀的背面不规则破裂,或有卵形、卵圆形或扁圆形囊群盖,以基部一点着生于囊托,成熟时后倾被压于囊群下呈下位鳞片状。孢子通常极面观椭圆形,赤道面观肾形或半圆形,罕近圆形,单裂缝,大多有较明显的周壁,少有无周壁;周壁及外孢壁有多种多样的纹饰,并常见周壁形成褶皱。

染色体基数x=404142

4)分布区域

20属,500种,广布全世界热带至寒温带各地,尤以热带、亚热带山地为多。中国各属均产,约400种;西南地区属、种最丰富(仅缺新蹄盖蕨属Neoathyrium Ching et Z. R. Wang),垂直分布范围也最广,海拔高度下达100米以下,上达5600米。

菜蕨嫩叶可作野菜。可做观赏植物。

4.乌毛蕨科

乌毛蕨科,土生,有时为亚乔木状,或有时为附生。根状茎横走或直立,偶有横卧或斜升,有时形成树干状的直立主轴(如苏铁蕨属Brainea J. Sm. 和扫把蕨属Diploblechnum Hayata),有网状中柱,被具细密筛孔的全缘、红棕色鳞片。叶一形或二形,有柄,叶柄内有多条维管束;叶片1-2回羽裂,罕为单叶,厚纸质至革质,无毛或常被小鳞片。叶脉分离或网状,如为分离则小脉单一或分叉,平行,如为网状则小脉常沿主脉两侧各形成1-3行多角形网眼,无内藏小脉,网眼外的小脉分离,直达叶缘。孢子囊群为长的汇生囊群,或为椭圆形,着生于与主脉平行的小脉上或网眼外侧的小脉上,均靠近主脉;囊群盖同形,开向主脉,很少无盖;孢子囊大,环带纵行而于基部中断。孢子椭圆形,两侧对称,单裂缝,具周壁,常形成褶皱,上面分布有颗粒,外壁表面光滑或纹饰模糊。

5.燕尾蕨科

燕尾蕨科,通常生长于石缝中的蕨类。根状茎粗壮而横走,有原生中柱或管状中柱,密被锈棕色长柔毛。叶疏生,二型,单叶;叶柄直立,与根状茎连结处无关节;不育叶片卵形至圆形,顶端二裂或不裂,全缘;能育叶片阔线形,全缘,干后近革质,光滑无毛。主脉4-5条,从叶片基部呈放射状向叶边上部伸展,小脉联结成网状,内藏小脉单一或分叉。孢子囊满布能育叶片下面,具长柄,环带稍斜,由24个细胞组成,隔丝棒状。孢子三裂缝,四面形,三角状,外壁光滑。

一属一种,产亚洲热带。

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